标准硅砖%2c无钙硅砖及其电熔AZS在全氧玻璃窑炉的应用的研究.pdfVIP

标准硅砖，无钙硅砖及电熔Azs在全氧玻璃窑炉的应用研究 RHI奥镁公司贝荣星 KlausSantowski，Christian Joerg Majcenovic，Susanne silica，，fusedcast Keywords：silica，No—lime furnace melring 关键词：硅砖，无钙硅砖，电熔材料，大碹，全氧，玻璃熔化池炉 摘要： 全氧燃烧玻璃窑炉由于其节能环保的特点成为一种发展趋势，然而伴随着这项燃烧技术， 窑炉气氛中高浓度NaOH造成了对大碹及上部结构耐火材料的加速侵蚀。 本文展示了对标准硅砖，无钙硅砖及电熔耐火材料在全氧炉大碹使用后的分析结果，为全 氧窑炉应用耐火材料选择提供更好的参考。 1．标准硅砖 硅砖材料被普遍应用于玻璃工业。在温度1470。C具有非常好的抗侵蚀性能， 且体积密度小(约1．89／cm3)便于安装，价格相对较低。以上特点使得硅砖成为 玻璃窑炉大碹及上部结构结构不可缺少的材料。 SiO。基本是以菱石英及方石英的形态存在，占硅砖～94wt．％的组成。另外余量的 SiO。则与CaO结合形成钙硅氧化物(CaO．Si02)结合相，计有5wt．％的硅砖组成。 硅砖在窑炉大碹及上部结构使用期间受到玻璃熔池碱蒸气的侵蚀，如在钠钙玻璃 熔化过程中产生的碱性物[1]。 学反应过程。忽略砖的杂质不谈，标准硅砖的成份可以在图标1中的SiO：一CaO线 上的红圈标识。在高温应用环境下，钙硅氧化物熔解并最先形成含Si02，CaO及Na20 的流淌物，成份在相图的橙色圈内(1350。C温度)。根据不同的钠含量成份平 衡组份的范围沿直线(绿色虚线)向三元系统的Na。0角方向移动。蓝色的三角点 “ ” 。啉“n-“ 嚣 图1： NaO—CaO—Si02系统相图[2】 图2显示了两块分别取白一座运行14年后的全氧瓶罐玻璃窑炉靠流液洞区及 加料端区的硅砖样品，对其从热面，中心及冷端各位置进行了化学及矿相分析(表 一)，提供了在硅砖使用期间沿温度区间变化的比较数据。对两块样品中的靠近 流液洞的砖样也检测了显气孔率。 靠近流液洞的砖，相对中心及冷端面位置的Na：0成份含量(1．3wt．％)，其热 面的氧化钠成份含量较低(0．4wt．％)，这个结果表明碱性物渗透是从热面向冷面 进行。由于钙硅氧化物的熔解，热端面的Ca0成份含量较低(0．7％)，一部分富含 SiO。，CaO及Na。0的熔解物流淌掉入玻璃熔池，而另一部分熔解物会向砖的冷端方 所周知标准硅砖的CaO成份含量是2．5wt．％。 硅砖样本中心位置CaO含量的富集在文献也有报告[3]，所有被分析样品中主 要的矿相是方石英，表明在硅砖使用期间其温度均超过了1470。C，由于有熔解物 的电镜扫描分析镜象(图3)可以明显揭示由于熔解物流失后的尖锐边缘及在一些 残余地方硅颗粒被熔解物包围。 守 (a) (b) 图2：硅砖样品 (a)靠近流液洞 (b)靠近加料端 图3：对靠近流液洞端硅砖样品的热端面电镜图 对于靠近加料端区的硅砖样品，热端面的Na：0含量相当高(2．5wt．％)，由于这 个区域的温度通常低于流液洞区，Na。0不能更深入向砖的冷端面渗透，因此砖样 物流淌掉入玻璃熔池后CaO被带走，而在砖的中心及冷端面位置CaO含量(2．4wt．％ 及2．3wt．％)均为正常的标准硅砖CaO含量。由于这个区域温度较低，砖样的主要 矿相为鳞石英。 砖样地点 靠近流液洞 靠近加料端 0 140160ljl 140—160 30热 300～340冷0～30拱I 11j 300—340冷 距热端位段(mm)